CN101989073B - 继电器控制电路和继电器控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种继电器控制电路包括微控制单元、逻辑反向单元、第一开关单元和第二开关单元，当用于控制继电器执行开启时，所述微控制单元用于控制第一开关单元闭合使所述继电器执行开启动作，所述微控制单元控制所述逻辑反向单元输出第一逻辑信号控制所述第二开关单元关断，使所述继电器执行开启动作；当用于控制继电器执行关闭时，所述微控制单元用于控制第一开关单元开启使所述继电器执行关闭动作，所述微控制单元控制所述逻辑反向单元输出第二逻辑信号以开启第二开关单元，以使所述继电器通过第二开关单元释放因执行关闭动作而产生的感生电动势。快速且准确的使继电器的开关断开，避免造成误操作。本发明还提供一种继电器控制系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制电路，尤其涉及一种继电器控制电路以及采用该继电器控制电路的继电器控制系统。
背景技术
计算机技术的普及使得微机用继电器的需求量显著增加，带微处理器的继电器将迅速发展。80年代初，美国生产的数字式时间继电器就可用指令对继电器进行控制，继电器与微处理器的组合发展，可形成一个小巧完善的控制系统。由计算机控制的工业机器人目前以每年3.5％的速度增长，现在，计算机控制的生产体制已能在一条生产线上生产多种低成本的继电器，并可自动完成多种操作及测试工作。
一般的继电器应用电磁感应原理，通过对线圈加电产生磁吸力拨动开关闭合，从而使继电器导通；通过对线圈断电释放开关从而使继电器断开。但是根据电磁感应原理，线圈在断电时会产生反方向的剩余感生磁场，该剩余感生磁场仍会产生磁吸力，造成继电器的开关不能可靠断开，从而导致电子设备系统运行紊乱。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可以控制继电器可靠动作的控制电路以及继电器控制系统。
一种继电器控制电路，用于控制一继电器执行导通和断开动作，所述继电器控制电路包括微控制单元、逻辑反向单元、第一开关单元和第二开关单元，所述微控制单元输出第一控制信号至所述逻辑反向单元和所述第一开关单元，所述第一开关单元根据所述第一控制信号导通，所述逻辑反向单元根据所述第一控制信号输出第一逻辑信号给所述第二开关单元，所述第二开关单元根据所述第一逻辑信号断开，使所述继电器执行导通动作，所述微控制单元还输出第二控制信号至所述逻辑反向单元和所述第一开关单元，所述第一开关单元根据所述第二控制信号断开，所述逻辑反向单元根据所述第二控制信号输出第二逻辑信号至所述第二开关单元，所述第二开关单元根据所述第二逻辑信号导通，以使所述继电器释放因执行断开动作而产生的感生电动势。
一种继电器控制系统，其包括一继电器控制电路和与其电连接的一继电器，其中所述继电器控制电路用于控制所述继电器执行导通和断开动作，所述继电器控制电路包括微控制单元、逻辑反向单元、第一开关单元和第二开关单元，所述微控制单元输出第一控制信号至所述逻辑反向单元和所述第一开关单元，所述第一开关单元根据所述第一控制信号导通，所述逻辑反向单元根据所述第一控制信号输出第一逻辑信号给所述第二开关单元，所述第二开关单元根据所述第一逻辑信号断开，使所述继电器执行导通动作，所述微控制单元还输出第二控制信号至所述逻辑反向单元和所述第一开关单元，所述第一开关单元根据所述第二控制信号断开，所述逻辑反向单元根据所述第二控制信号输出第二逻辑信号至所述第二开关单元，所述第二开关单元根据所述第二逻辑信号导通，以使所述继电器释放因执行断开动作而产生的感生电动势。
相对比较现有技术，本技术方案利用场效应管、晶体三极管及其它开关电路可以用作电子开关，能精准响应控制信号来控制所述第一开关单元、第二开关单元及第三开关单元导通或断开的状态来释放因执行关闭动作而产生的感生电动势，快速且准确的使继电器的开关断开，避免造成误操作，保证电子设备系统正常工作。
附图说明
图1为本发明的实施方式的继电器控制系统的模块图。
图2为图1一实施方式的继电器控制系统的示意图。
图3为图1另一较佳实施方式的继电器控制系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参照图1，为本发明的实施方式的继电器控制系统100的模块图。该继电器控制系统100包括继电器控制电路200和继电器30，其中该继电器控制电路200包括一微控制单元10、一逻辑反向单元20、一第一开关单元60和一第二开关单元70，以下将详细描述继电器控制系统100的应用。
该微控制单元10输出第一控制信号至逻辑反向单元20和第一开关单元60。本实施方式中，第一开关单元60根据第一控制信号导通，逻辑反向单元20根据第一控制信号输出第一逻辑信号给第二开关单元70。第二开关单元70根据第一逻辑信号断开，使继电器30执行导通动作。该微控制单元10还输出第二控制信号至逻辑反向单元20和所述第一开关单元60。本实施方式中，第一开关单元60根据第二控制信号断开，逻辑反向单元20根据第二控制信号输出第二逻辑信号至第二开关单元70。第二开关单元70根据第二逻辑信号导通，以使继电器30释放因执行断开动作而产生的感生电动势。
图2为图1一实施方式的继电器控制系统100的示意图。该继电器控制系统100包括继电器控制电路200a和继电器30。
该继电器30包括电磁感应线圈301及与该电磁感应线圈301相对应的一电磁感应开关302，该电磁感应线圈301包括第一端子31和第二端子32。
该继电器控制电路200a包括微控制单元10、逻辑反向单元20及两个起开关作用的NPN型晶体三极管24、27，其中NPN型晶体三极管24为第一开关单元60，NPN型晶体三极管27为第二开关单元70。
该NPN型晶体三极管24的集电极电连接于电磁感应线圈301的第一端子31，NPN型晶体三极管27的集电极电连接于电磁感应线圈301的第二端子32；NPN型晶体三极管27的基极电连接于逻辑反向单元20，用于接收第一逻辑信号和第二逻辑信号；NPN型晶体三极管24的基极电连接于微控制单元10，用于接收第一控制信号和第二控制信号；NPN型晶体三极管24、27的发射极都接地。
下面介绍本实施方式的继电器控制系统100的工作过程：电磁感应线圈301引出的第一端子32接上电源开始工作。当需要导通该继电器30时，微控制单元10输出一高电平信号至逻辑反向单元20和NPN型晶体三极管24的基极。该逻辑反向单元20接收该高电平信号，并将其取反输出一低电平信号至NPN型晶体三极管27的基极，使NPN型晶体三极管27截止，该NPN型晶体三极管27的集电极和发射极不导通。同时，NPN型晶体三极管24的基极接收微控制单元10输出的高电平信号，使NPN型晶体三极管24的集电极和发射极导通，继电器30的电磁感应线圈301两端存在电势差，产生电流且在电磁感应线圈301上形成电磁场，该电磁场对电磁感应开关产生磁吸力，使电磁感应开关302闭合；当需要断开该继电器30时，微控制单元10输出一低电平信号至NPN型晶体三极管24的基极接，使NPN型晶体三极管24的集电极和发射极不导通。该反向单元20接收该低电平信号并将其取反输出一高电平信号至NPN型晶体三极管27的基极，使NPN型晶体三极管27的集电极和发射极导通，从而第一端子31和第二端子32之间电势差为零，即电磁感应线圈301的两端电势差为零，从而快速释放因执行断开动作而产生的感生电动势，使电磁感应开关302断开。
图3为图1另一较佳实施方式的继电器控制系统100的示意图。该继电器控制系统100包括继电器控制电路200b和继电器30。
本实施方式与前一实施方式相比，该继电器控制电路200b中增加一第三开关单元，即NPN型晶体三极管26，该NPN型晶体三极管26的集电极电连接于电磁感应线圈301的第一端子31，其基极电连接于逻辑反向单元20，用于接收第一逻辑信号和第二逻辑信号；而其发射极接地。
下面介绍本实施例的工作过程：将电磁感应线圈301引出的第一端子32接上工作电源，当需要导通该继电器30时，所述微控制单元10输出一高电平信号至逻辑反向单元20和NPN型晶体三极管24的基极，则该逻辑反向单元20接收该高电平信号，并将其取反输出一低电平信号至NPN型晶体三极管26、27的基极，使所以上述两个NPN型晶体三极管同时截止，即该两个NPN型晶体三极管的集电极和发射极不导通；同时，晶体三极管24的基极接收微控制单元10输出的高电平信号，使晶体三极管24的集电极和发射极导通，继电器30的电磁感应线圈301两端存在电势差，从而产生电流且在电磁感应线圈301上形成电磁场，该电磁场对电磁感应开关产生磁吸力，使电磁感应开关闭合；当需要断开该继电器30时，微控制单元10输出一低电平信号，则晶体三极管24的基极接收该低电平信号，使晶体三极管24的集电极和发射极不导通，而该反向单元20接收该低电平信号并将其取反输出一高电平信号至晶体三极管26、27的基极，所以上述两个NPN型晶体三极管的集电极和发射极同时导通，继电器30的电磁感应线圈301的第一端子31和第二端子32接地，使第一端子31和第二端子32之间电势差为零，即电磁感应线圈301的两端电势差为零，从而快速释放因执行断开动作而产生的感生电动势，使电磁感应开关302断开。
在上述实施例中，上述开关单元也可采用PNP型晶体三极管，上述微控制单元10采用一单片机控制电路，该单片机可以设置手动触发或自动控制触发；上述逻辑反向单元20采用一逻辑非门，本实施例中的逻辑非门采用74LVC系列的逻辑非门。
可以理解，上述两个实施例中的开关单元可采用晶体三极管或场效应晶体管，当然也可采用555触发开关电路或开关电容电路替代晶体三极管，为了更好实现本发明效果，所述第二开关单元和所述第三开关单元可采用同一类型的晶体三极管或场效应晶体管。在其它实施例中，也可采用场效应晶体管来替代上述NPN型晶体三极管来实现本发明。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种继电器控制电路，用于控制一继电器执行导通和断开动作，其特征在于：所述继电器控制电路包括微控制单元、逻辑反向单元、第一开关单元和第二开关单元，所述微控制单元输出第一控制信号至所述逻辑反向单元和所述第一开关单元，所述第一开关单元根据所述第一控制信号导通，所述逻辑反向单元根据所述第一控制信号输出第一逻辑信号给所述第二开关单元，所述第二开关单元根据所述第一逻辑信号断开，使所述继电器执行导通动作，所述微控制单元还输出第二控制信号至所述逻辑反向单元和所述第一开关单元，所述第一开关单元根据所述第二控制信号断开，所述逻辑反向单元根据所述第二控制信号输出第二逻辑信号至所述第二开关单元，所述第二开关单元根据所述第二逻辑信号导通，以使所述继电器释放因执行断开动作而产生的感生电动势。
2.如权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于：所述继电器包括电磁感应线圈，所述第一开关单元连接于电磁感应线圈一端和地之间，所述第一开关单元的控制端连接于微控制单元，用于接收第一控制信号和第二控制信号；所述第二开关单元连接于所述电磁感应线圈另一端和地之间，所述第二开关单元的控制端通过逻辑反向单元连接于微控制单元，用于接收第一逻辑信号和第二逻辑信号。
3.如权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于：所述继电器控制电路还包括第三开关单元，所述第三开关单元根据所述第一逻辑信号断开，使所述继电器执行导通动作，所述第三开关单元还根据所述第二逻辑信号导通，以使所述继电器释放因执行断开动作而产生的感生电动势。
4.如权利要求2所述的继电器控制电路，其特征在于：所述继电器控制电路还包括第三开关单元，所述第三开关单元根据所述第一逻辑信号与所述第二开关单元同时断开，使所述继电器执行导通动作，所述第三开关单元根据所述第二逻辑信号与所述第二开关单元同时导通，以释放所述电磁感应线圈因执行断开动作而产生的感生电动势。
5.如权利要求4所述的继电器控制电路，其特征在于：所述三个开关单元中的每个开关单元至少包括一个晶体三极管，所述第一开关单元和所述第三开关单元包含的晶体三极管的集电极电连接于所述电磁感应线圈的一端，所述第二开关单元包含的晶体三极管的集电极电连接于所述电磁感应线圈的另一端；第二开关单元和第三开关单元包含的晶体三极管的基极电连接所述逻辑反向单元，所述第一开关单元包含的晶体三极管的基极电连接微控制单元；所述三个开关单元包含的晶体三极管的发射极接地。
6.一种继电器控制系统，其包括一继电器控制电路和与其电连接的一继电器，其中所述继电器控制电路用于控制所述继电器执行导通和断开动作，其特征在于：所述继电器控制电路包括微控制单元、逻辑反向单元、第一开关单元和第二开关单元，所述微控制单元输出第一控制信号至所述逻辑反向单元和所述第一开关单元，所述第一开关单元根据所述第一控制信号导通，所述逻辑反向单元根据所述第一控制信号输出第一逻辑信号给所述第二开关单元，所述第二开关单元根据所述第一逻辑信号断开，使所述继电器执行导通动作，所述微控制单元还输出第二控制信号至所述逻辑反向单元和所述第一开关单元，所述第一开关单元根据所述第二控制信号断开，所述逻辑反向单元根据所述第二控制信号输出第二逻辑信号至所述第二开关单元，所述第二开关单元根据所述第二逻辑信号导通，以使所述继电器释放因执行断开动作而产生的感生电动势。
7.如权利要求6所述的继电器控制系统，其特征在于：所述继电器包括电磁感应线圈，所述第一开关单元连接于电磁感应线圈一端和地之间，所述第一开关单元的控制端连接于微控制单元，用于接收第一控制信号和第二控制信号；所述第二开关单元连接于所述电磁感应线圈另一端和地之间，所述第二开关单元的控制端通过逻辑反向单元连接于微控制单元，用于接收第一逻辑信号和第二逻辑信号。
8.如权利要求6所述的继电器控制系统，其特征在于：所述继电器控制电路还包括第三开关单元，所述第三开关单元根据所述第一逻辑信号断开，使所述继电器可靠执行导通动作，所述第三开关单元还根据所述第二逻辑信号导通，以使所述继电器释放因执行断开动作而产生的感生电动势。
9.如权利要求7所述的继电器控制系统，其特征在于：所述继电器控制电路还包括第三开关单元，所述第三开关单元根据所述第一逻辑信号与所述第二开关单元同时断开，使所述继电器执行导通动作，所述第三开关单元根据所述第二逻辑信号与所述第二开关单元同时导通，以释放所述电磁感应线圈因执行断开动作而产生的感生电动势。
10.如权利要求9所述的继电器控制系统，其特征在于：所述三个开关单元中的每个开关单元至少包括一个晶体三极管，所述第一开关单元和所述第三开关单元包含的晶体三极管的集电极电连接于所述电磁感应线圈的一端，所述第二开关单元包含的晶体三极管的集电极电连接于所述电磁感应线圈的另一端；第二开关单元和第三开关单元包含的晶体三极管的基极电连接所述逻辑反向单元，所述第一开关单元包含的晶体三极管的基极电连接微控制单元；所述三个开关单元包含的晶体三极管的发射极接地。
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